- •1.1. Еквівалентна схема ідеального операційного підсилювача
- •Усю розмаїтість схем на оп можна звести до шести основних базових схем :
- •1.2. Аналіз базових схем на операційному підсилювачі
- •Прирівнюючи праві частини виразів для струмів і , одер-жимо вираз для вихідної напруги інвертуючого підсилювача:
- •1.2.2. Неінвертуючий підсилювач
- •1.2.3. Диференціальний підсилювач
- •1.2.4. Інвертуючий суматор
- •1.2.5. Інтегратор
- •Контрольні питання
- •2. Реальний операційний підсилювач
- •Диференціатор
- •2.2. Параметри реального операційного підсилювача
- •7. Максимальна температура перегріву виводів оп – це температура виводів оп, утримувана протягом 1,0 хв., яка не призведе до зміни його параметрів.
- •2.2.2. Електричні характеристики
- •2.2.2.1. Вхідні характеристики
- •– Складова, пов’язана зі зміною напруг живлення оп; – складова, пов’язана з наявністю електричних шумів. Температурний дрейф зміщення (до ), в/оС .
- •Для сучасних прецизійних оп кпсс на постійному струмі має значення 110 –120 дБ .
- •2.2.2.2. Вихідні характеристики
- •4. Максимальна швидкість зміни вихідної напруги в режимі великого сигналу при замкненому колі зворотного зв’язку обчислюється за формулою:
- •2.3. Розрахунок похибок перетворення сигналів
- •1. Початкова напруга зміщення і температурний дрейф
- •3.Неідеальність послаблення синфазного сигналу
- •2.3.2. Мультиплікативні похибки
- •3. Вплив обмеженості вихідного опору операційного підсилювача. Типове значення вихідного опору оп складає 300 500 Ом. Коефіцієнт підсилення оп з урахуванням вихідного опору rвих:
- •Контрольні питання і завдання
- •3. Корекція похибок схем вимірювальних перетворювачів
- •3.1. Корекція адитивних похибок схем
- •3.1.1. Внутрішня корекція нуля операційних підсилювачів
- •3.1.2. Використання зовнішніх кіл зміщення нуля
- •3.1.3. Компенсація струмів зміщення
- •3.2. Компенсація мультиплікативної похибки
- •3.2.1. Компенсація в інвертуючому підсилювачі
- •3.2.2. Компенсація в неінвертуючому підсилювачі
- •3.2.3. Компенсація в диференціальному підсилювачі
- •Контрольні питання
- •Висновки
- •Список літератури
- •Основні характеристики операційних підсилювачів загального використання (виробництва країн снд)
Для сучасних прецизійних оп кпсс на постійному струмі має значення 110 –120 дБ .
12.
Коефіцієнт впливу пульсацій по колах
живлення
,
µВ/В – це відношення зміни напруги
зміщення до зміни напруги живлення ОП,
яка призвела до зміни напруги зміщення.
Для сучасних прецизійних ОП цей коефіцієнт має значення одиниць µВ/В, для ОП загального використання – сотень µВ/В.
В деяких довідниках наводять коефіцієнт пригнічення пульсацій по колах живлення КПКЖ* в дБ. Тоді
Залежність цього параметру від частоти сигналу пульсації показано на Рис.2.6.
Рис. 2.6
13. Діапазон зміни синфазної напруги залежить від схемної реалізації ОП. Наприклад, якщо вхідний каскад ОП виконаний за схемою диференціального підсилювача (ДП), то амплітудне значення вхідної синфазної напруги буде на декілька вольтів меншим за напругу живлення. А якщо цей каскад ОП виконаний за схемою Rail-to-Rail – амплітудне значення вхідної синфазної напруги на декілька десятих вольта може перевищувати напругу живлення (за модулем, звичайно).
2.2.2.2. Вихідні характеристики
1.
Діапазон зміни вихідної напруги. Ця
характеристика зумовлює межі реального
ОП
залежно від діапазону вхідного сигналу
,
який зумовлений параметрами кола НЗЗ.
Коли
реальний
занадто
великий – це може призвести до обмеження
сигналу по амплітуді, отже, до похибки
перетворення.
Найбільш
розповсюджені схеми вихідних каскадів
ОП (комплементарний емітерний повторювач)
мають максимально дозволену
напругу
на
декілька вольт меншу за напругу живлення
.
Якщо
вихідний каскад ОП виконаний за схемою
Rail-to-Rail –
діапазон зміни вихідної напруги
буде
вже на декілька мілівольтів меншим, ніж
.
2.
Вихідний опір
.
Цей параметр дорівнює відношенню зміни
до
зміни
,
коли
=0
при розірваному колі зворотного зв’язку
в режимі малого сигналу та на низьких
частотах.
Значення вихідного опіру треба враховувати для узгодження вхідних і вихідних опорів каскадів, що у свою чергу впливає на похибку перетворення сигналів.
Типове значення = 100 Ом .
3.
Струм короткого замикання виходу
.
Цей
параметр показує, який вихідний струм
може витримати ОП протягом тривалого
часу в аварійному режимі, коли його
вихід замкнений на загальну шину
(”земля”) чи на один з контактів живлення
(електричні
характеристики ОП залишаються в нормі).
2.2.2.3. Динамічні характеристики
1. Коефіцієнт підсилення ОП при розірваному колі зворотного зв’язку
.
(2.8)
Це відношення зміни вихідної напруги ОП в діапазоні від нульового до максимального значення Umax до зміни вхідної напруги.
У сучасних швидкодіючих ОП цей параметр не перевищує декількох тисяч, у прецизійних ОП – кількох мільйонів (приблизно 130 дБ).
2. Малосигнальна смуга одиничного підсилення ОП (АЧХ, ФЧХ).
Це
частота, за якої коефіцієнт підсилення
по напрузі в
малосигнальному діапазоні (
не перевищує 0,5 вольтів) при розімкненому
колі зворотного зв’язку дорівнює
одиниці, тобто
.
Однак при цьому слід зауважити, що
підсилювач повинен бути скомпенсований
по частоті до одиничного
.
Коефіцієнт підсилення ОП в комплексному вигляді буде:
Модуль коефіцієнта підсилення ОП (АЧХ) –
.
Фазова залежність (ФЧХ):
.
На
рис. 2.7, а зображено типову АЧХ ОП. На
відрізку
має місце спад 20 дБ на
декаду. Точка перетину графіка АЧХ з
віссю частот є частотою одиничного
підсилення
.
В ОП загального призначення
1
МГц , а для швидкодіючих ОП
становить сотні мегагерців.
На рис. 2.7, б зображено типову ФЧХ ОП.
Рис. 2.7
3. Добуток коефіцієнта підсилення на частоту GBP
(2.9)
Результатом
перемножування координат графіка
функції
(діаграма
Боде – АЧХ у подвоєному логарифмічному
масштабі )
буде постійна величина, яка дорівнює
значенню межі малосигнальної смуги
у тому випадку, коли операційний
підсилювач має внутрішню частотну
корекцію. Цей параметр характеризує
стійкість ОП до
самозбудження в малосигнальній смузі.
